CDN如何实现，关键技术是什么？

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CDN原理

CDN网络是在用户和服务器之间增加Cache层，如何将用户的请求引导到Cache上获得源服务器的数据，主要是通过接管DNS实现，这就是CDN的最基本的原理。如下图：

图中各点含义如下：

1.用户向浏览器输入www.web.com这个域名，浏览器第一次发现本地没有dns缓存，则向网站的DNS服务器请求；

2.网站的DNS域名解析器设置了CNAME，指向了www.web.51cdn.com,请求指向了CDN网络中的智能DNS负载均衡系统；

3.智能DNS负载均衡系统解析域名，把对用户响应速度最快的IP节点返回给用户；

4.用户向该IP节点（CDN服务器）发出请求；

5.由于是第一次访问，CDN服务器会向原web站点请求，并缓存内容；

6.请求结果发给用户。

当然很多细节没有涉及到，比如第1步，首先向本地的DNS服务器请求。第5步，内容淘汰机制（根据TTL）等。但原理大体如此。

当用户访问加入CDN服务的网站时，域名解析请求将最终交给全局负载均衡DNS进行处理。全局负载均衡DNS通过一组预先定义好的策略，将当时最接近用户的节点地址提供给用户，使用户能够得到快速的服务。同时，它还与分布在世界各地的所有CDNC节点保持通信，搜集各节点的通信状态，确保不将用户的请求分配到不可用的CDN节点上，实际上是通过DNS做全局负载均衡。

对于普通的Internet用户来讲，每个CDN节点就相当于一个放置在它周围的WEB。通过全局负载均衡DNS的控制，用户的请求被透明地指向离他最近的节点，节点中CDN服务器会像网站的原始服务器一样，响应用户的请求。由于它离用户更近，因而响应时间必然更快。

CDN节点

每个CDN节点由两部分组成:负载均衡设备和高速缓存服务器。

负载均衡设备负责每个节点中各个Cache的负载均衡，保证节点的工作效率;同时，负载均衡设备还负责收集节点与周围环境的信息，保持与全局负载DNS的通信，实现整个系统的负载均衡。CDN的管理系统是整个系统能够正常运转的保证。它不仅能对系统中的各个子系统和设备进行实时监控，对各种故障产生相应的告警，还可以实时监测到系统中总的流量和各节点的流量，并保存在系统的数据库中，使网管人员能够方便地进行进一步分析。通过完善的网管系统，用户可以对系统配置进行修改。

CDN网络

理论上，最简单的CDN网络有一个负责全局负载均衡的DNS和各节点一台Cache，即可运行。DNS支持根据用户源IP地址解析不同的IP，实现就近访问。为了保证高可用性等，需要监视各节点的流量、健康状况等。一个节点的单台Cache承载数量不够时，才需要多台Cache，多台Cache同时工作，才需要负载均衡器，使Cache群协同工作。

CDN关键技术：

1.缓存算法[Squid]；

2. 分发能力；

3. 负载均衡[Nginx]

4. 基于DNS[BIND]；

5. 支持协议；

缓存算法决定命中率、源服务器压力、POP节点存储能力。

分发能力取决于IDC能力和IDC策略性分布。

负载均衡（智能调度）决定最佳路由、响应时间、可用性、服务质量。

基于DNS的负载均衡以CNAME实现[to cluster]，智取最优节点服务，

缓存点有客户端浏览器缓存、本地DNS服务器缓存。

缓存内容有DNS地址缓存、客户请求内容缓存、动态内容缓存。

支持协议如静动态加速（图片加速、https带证书加速）、下载加速、流媒体加速、企业应用加速、手机应用加速。

CDN提供一种机制，当用户请求内容时，该内容能够由以最快速度交付的Cache来向用户提供，这个挑选“最优”的过程就叫做负载均衡。

从功能上看，典型的CDN系统由分发服务系统，负载均衡系统和运营管理系统组成。

分发服务系统：

最基本的工作单元就是Cache设备，cache（边缘cache）负责直接响应最终用户的访问请求，把缓存在本地的内容快速地提供给用户。同时cache还负责与源站点进行内容同步，把更新的内容以及本地没有的内容从源站点获取并保存在本地。Cache设备的数量、规模、总服务能力是衡量一个CDN系统服务能力的最基本的指标

负载均衡系统：

主要功能是负责对所有发起服务请求的用户进行访问调度，确定提供给用户的最终实际访问地址。两级调度体系分为全局负载均衡（GSLB）和本地负载均衡（SLB）。GSLB主要根据用户就近性原则，通过对每个服务节点进行“最优”判断，确定向用户提供服务的cache的物理位置。SLB主要负责节点内部的设备负载均衡

运营管理系统：

分为运营管理和网络管理子系统，负责处理业务层面的与外界系统交互所必须的收集、整理、交付工作，包含客户管理、产品管理、计费管理、统计分析等功能。

负责为用户提供内容服务的cache设备应部署在物理上的网络边缘位置，即CDN边缘层。CDN系统中负责全局性管理和控制的设备组成中心层（二级缓存），中心层同时保存着最多的内容副本，当边缘层设备未命中时，会向中心层请求，如果在中心层仍未命中，则需要中心层向源站回源（如果是流媒体，代价很大）。

CDN骨干点和CDN POP点在功能上不同，中心和区域节点一般称为骨干点，主要作为内容分发和边缘未命中时的服务点；边缘节点又被称为POP（point of presence）节点，CDN POP点主要作为直接向用户提供服务的节点。

应用协议加速：

企业应用加速主要是动态加速和SSL加速。

广域网应用加速：

SSL应用加速：由于需要大量的加密解密运算，SSL应用对服务器端的资源消耗是非常巨大的。CDN提供SSL应用加速后，由CDN的专用SSL加速硬件来完成加密解密运算工作。

网页压缩：HTTP1.1提出对网页压缩的支持。在服务器端可以先对网页数据进行压缩，然后将压缩后的文件提供给访问用户，最后在用户浏览器端解压显示（但要衡量加解压时间）。

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